В ногу с Facebook: российские разработчики создали «мозг-компьютер»

Фото: i-brain.tech

Компания Facebook объявила о покупке стартапа CTRL-Labs, который специализируется на нейротехнологиях. В частности, компания занимается разработкой программного обеспечения, позволяющего людям управлять различными устройствами с помощью мозговых импульсов, сообщил Bloomberg.

Мировому рынку нейротехнологий монополизация гигантами, вроде Facebook, пока не угрожает, утверждают эксперты, поскольку рынок только начинает переходить от «лабораторной» стадии к настоящей коммерциализации продуктов. РБК Петербург познакомился с примерами применения нейротехнологий для медицинских целей, а также для образования и развлечения в России, и выяснил, что сегментов рынка, где эти продукты появляются, настолько много, что гигантам все не охватить.

Писатель мыслей

Facebook еще в 2017 году анонсировал нейроинтерфейс «мозг-компьютер», призванный предоставить человеку возможность переводить свои мысли в текст на экране компьютера путем мониторинга сигналов мозга. Судя по словам вице-президента Facebook, главы подразделения AR и VR Эндрю Босуорта, сама компания разработкой такой технологии не занималась. Сейчас она понадобилась ее подразделению AR и VR (дополненной и виртуальной реальностей), в которое войдет CTRL-Labs, для развития своей социальной сети.

CTRL-Labs, сумевший ранее привлечь 67 млн долл. венчурных инвестиций (от Spark Capital, Google’s GV, Amazon.com Inc.’s Alexa Fund, и Founders Fund), изготовил браслет, способный измерять активность нейронов в руке человека, определяющую его намерение совершить движение (movement that person is thinking about). Эта нейронная активность затем транслируется в движение на цифровом экране. Как считает Bloomberg, эта технология может быть использована в AR-очках — чтобы пользователь мог управлять компьютером без прикосновения к кнопкам, клавиатуре и мыши.

Как это работает

Нейротехнологии (к которым относят также нейронные сети искусственного интеллекта), в частности, нейроинтерфейсы, примерно с 2012 года развиваются во всем мире. В России правительство поддерживает такие разработки через направление «НейроНет» НТИ. По словам координатора «НейроНет» в Санкт-Петербурге, руководителя проектного офиса «НейроНет» Университета ИТМО Виталия Зубченко, сейчас нейротехнологии наиболее активно разрабатываются и применяются для медицинских целей, а также для образования и развлечения — в игрушках. Как утверждает эксперт, российские разработки вполне соответствуют мировому уровню.

В частности, несколько компаний разработали и внедрили технологии, позволяющие частично управлять компьютером «силой мысли» — переводить мысли в текст на экране компьютера путем мониторинга сигналов мозга. Так, в 2018 году НТИ поддержала проект «НейроЧат» — коммуникационную систему, предоставляющую возможность сетевого общения больным, потерявшим возможность говорить и двигаться, с диагнозами ДЦП, БАС, инсульт, рассеянный склероз и различными нейротравмами (ЧМТ, спинальные травмы и другие). «НейроЧат» позволяет набирать текст на экране компьютера, не используя речь или движения. Пользователь, концентрируясь на нужной букве или символе на виртуальной клавиатуре, осуществляет «мысленный выбор» объекта. Так, буква за буквой или выбирая готовые слова на экране, человек может печатать как короткие сообщения, так и целые предложения.

Как поясняет директор по развитию инновационных проектов ООО «Брейн Девелопмент» Надежда Бабенкова, при концентрации внимания на изображении буквы, сигналы зрительных нейронов обрабатываются программой, преобразовываются в электрические сигналы и передаются в компьютер. «Эту технологию можно использовать и для полного управления компьютером — без физического контакта с клавиатурой и мышью. Для этого надо разработать соответствующие классификаторы, что в принципе не сложно», — утверждает она.

В помощь больным

Аналогичную технологию использует и компания «Брейн Девелопмент» — в рамках своей программы преподавания робототехники детям с ограниченными возможностями здоровья, в том числе, с нарушениями зрения, речи, опорно-двигательного аппарата и т.п. «Мы получили патент на нейроинтерфейс с сухой гарнитурой (не надо, как у других, мазать голову специальным гелем) и уже 2,5 года совместно с Ростехом развиваем этот проект в виде образовательной лаборатории, — говорит Надежда Бабенкова. — Дети учатся управлять сигналами своего головного мозга, изучают их, проводят разные исследования. Сигналы мозга преобразуются в электрические и направляются в различные робототехнические системы, которые, таким образом, управляются умственными усилиями».

В 2018 году петербургская компания «АйБрейн» выпустила на рынок оригинальную систему «Постинсультная реабилитация в игровой форме на основе интерфейса «Мозг-компьютер» компании «АйБрейн». «Чтобы восстановить двигательную активность мы разработали комплекс реабилитации на базе нейроинтерфейса, применение которого позволяет устранить источник обездвиженности — нарушенную функцию головного мозга, — рассказал сооснователь проекта Геннадий Коваленко. — Наш комплекс позволяет самому больному в доступной, игровой, форме устранить причину обездвиженности путем распознавания воображаемых движений и перевода их в реальные. Наша технология опережает мировые аналоги на 3-5 лет». Как пояснил Виталий Зубченко, эта технология «обучает» головной мозг передавать свои сигналы в мышцы по новым нейронам путям, взамен поврежденных.

В 2019 году другая петербургская компания, ООО «Косима», вывела на рынок также уникальный программируемый нейростимулятор БИОСТИМ-5 (для чрескожной электростимуляции спинного мозга). В нем реализована инновационная и единственная в мире (конкурентов нет) технология неинвазивной многоуровневой нейростимуляции спинного мозга (в мире есть только инвазивная стимуляция), что обеспечивает более эффективную стимуляцию по сравнению с аналогами.

Освоили «телекинез»

Российские разработчики технологии «мозг-компьютер» научились не только передавать мысли на экран компьютера в виде печатного текста, но и с помощью мысли двигать предметы. Еще в феврале 2017 года компания «Брейн Девелопмент» на площадке «Точка кипения» демонстрировала обучающие роботы, управляемые преобразованными в электрические сигналы импульсами головного мозга.

Демонстрация технологии имитировала фантастический телекинез — оператор смотрит на робота и тот начинает двигаться, не имея никакой видимой (никаких проводов) связи с оператором. Разумеется, это был не настоящий телекинез, который предполагает прямое управление предметом (причем любым) с помощью мысли. В данном случае импульсы мозга передавались на компьютер, который формировал электрические сигналы, которые через систему Bluetooth передавались в механизм управления роботом. Это направление нейротехнологий активно разрабатывается в мире и получило название «нейропилотирование». «С тех пор мы уже научились управлять и дронами», — добавляет Надежда Бабенкова. Для развития инновационных обучающих подходов и практик с нейротехнологиями в Санкт-Петербурге в 2019 году была создана Ассоциация участников по развитию образовательных нейротехнологий.

Коммерциализация начинается

По словам Виталия Зубченко, наиболее заметны достижения в построении носимых систем мозг-компьютер — на основе технологий электроэнцефалографии (ЭЭГ) и ближней инфраспектроскопии (БИКС). Но большая их часть пока находятся в «лабораторной» стадии, некоторые проходят этап пилотных проектов. Настоящая коммерциализация произойдет с масштабным внедрением конкретных приложений этих технологий в сегменте b2b, причем, с очевидным экономическим эффектом. Как обычно, пионерами должны выступить крупные корпорации. Этот процесс сейчас только начинается.

Facebook реализует лишь одно из возможных приложений нейротехнологии, а их довольно много. Например, активно развиваются приложения для повышения производительности труда. Петербургской компанией «Телебиомет» вместе с Институтом мозга человека им. Н.П.Бехтеревой РАН был разработан, на основе технологии БИКС, мобильный интерфейс мозг-компьютер BIXXI. Этот нейроинтерфейс обеспечивает мониторинг кровоснабжения сосудов мозга (оксигенации): с помощью светодиодов на поверхность головы подается инфракрасное излучение и регистрируется соответствующий электрический потенциал. При сравнении данных с максимумом и минимумом содержания кислорода в крови получается информация об уровне кровоснабжения сосудов мозга. По этим данным определяются состояния активного восприятия информации или потери внимания. Одно из решений с BIXXI уже внедрено в пилотном режиме в петербургском производственном подразделении компании Heineken (для контроля водителей автопогрузчиков — чтобы уменьшить количество эксцессов с опрокидыванием поддонов с пивом).

Подобными сервисами для повышения продуктивности персонала HRtech приложением активно интересуются и некоторые крупные российские компании, в частности, Сбербанк, X5 RetailGroup, «Сибур» и другие. В настоящее время наиболее активно формируются решения для образования, спорта, социальных сетей медицины, управления персоналом и многих других сфер. Монополизация рынку нейротехнологий пока не грозит, уверен Виталий Зубченко.